Beiträge aus der Wissenschaft

Pflanzlicher Dialog auf molekularer Ebene

20.10.2020 12:11

Pflanzlicher Dialog auf molekularer Ebene

Biologen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben in Zusammenarbeit mit Forschern der Uni Tübingen, der Uni Tromsø, der UC Davis und des Sainsbury Laboratory in Norwich entdeckt, auf welche Weise Tomatenpflanzen den Teufelszwirn als Schädling erkennen: Der Parasit besitzt ein Protein in seiner Zellwand, das von einem Rezeptor der Tomate als „fremd“ erkannt wird. Die Ergebnisse wurden jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications vorgestellt.*

Der Teufelszwirn, Cuscuta spp., ist eine parasitierende Schlingpflanze, die mittels spezieller Saugorgane in Wirtspflanzen eindringt und sich so mit Wasser, Mineralien und Kohlenhydraten versorgt. Der Parasit befällt und schädigt auch Kulturpflanzen wie Raps, Mais, Soja, Lein oder Futterklee. Die Infektionen werden vom Wirt normalerweise nicht erkannt – einige Tomatenarten jedoch wehren sich aktiv und bilden verholztes Gewebe aus, die das Eindringen der Saugorgane verhindern. Biologen der FAU fanden in früheren Untersuchungen heraus, dass diese Tomaten einen speziellen Rezeptor besitzen, den Cuscuta-Rezeptor 1 (CuRe1), der die Abwehrreaktion auslöst. Bislang unbeantwortet jedoch blieb die Frage, wie der Rezeptor erkennt, dass durch den Teufelszwirn Gefahr droht.

Diese Frage konnten die Forscher nun beantworten: Der Teufelszwirn besitzt einen spezifischen Marker – ein sogenanntes Glycin-reiches Protein (GRP) – in ihrer Zellwand. Mit ihrem Rezeptor CuRe1 erkennt die Tomate das molekulare Muster des GRP, identifiziert den Teufelszwirn als Angreifer und löst die Immunreaktion aus. Die neuen Erkenntnisse über den molekularen Dialog zwischen Cuscuta-Marker und Tomaten-Rezeptor könnten dazu beitragen, die Resistenz von Kulturpflanzen gegenüber pflanzlichen Parasiten zu erhöhen.